/*
 * adc_read.c
 *
 *  Created on: Jun 30, 2025
 *      Author: 天溯研发-WD
 */
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "main.h"

/* 定义传感器特性参数 */
#define SENSOR_MIN_VOLTAGE    0.1f    // 最低电压值(V) - 相对无污染
#define SENSOR_BASE_VOLTAGE   0.3f    // 基准电压值(V) - 相对无污染上限
#define SENSOR_MAX_VOLTAGE    4.0f    // 最高电压值(V) - 对应最大浓度
#define SENSOR_MAX_PPM        10000.0f // 最大浓度值(ppm)

/* 定义ADC参考电压 */
#define ADC_REF_VOLTAGE       3.3f    // ADC参考电压(V)
#define ADC_RESOLUTION        4096.0f // ADC分辨率(12位)

/* 初始化ADC句柄 */
extern ADC_HandleTypeDef hadc1;

/*
 * 初始化ADC1通道0
 */
void Sensor_ADC_Init(void)
{
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    /* 使能ADC1时钟 */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

    /* 配置ADC引脚 */
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* 配置ADC1 */
    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    HAL_ADC_Init(&hadc1);

    /* 配置ADC通道 */
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_28CYCLES_5;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

/*
 * 读取传感器值并转换为ppm
 * 返回值: 浓度值(ppm), 范围0-10000ppm
 */
uint32_t Sensor_ReadPPM(void)
{
    uint32_t adc_value = 0;
    float voltage = 0.0f;
    float ppm = 0.0f;

    /* 启动ADC转换 */
    if (HAL_ADC_Start(&hadc1) != HAL_OK) {
        return 0; // 错误处理
    }

    /* 等待转换完成并获取结果 */
    if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK) {
        adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    } else {
        return 0; // 错误处理
    }

    /* 停止ADC转换 */
    HAL_ADC_Stop(&hadc1);

    /* 将ADC值转换为电压值 */
    voltage = (float)adc_value * (ADC_REF_VOLTAGE / ADC_RESOLUTION);

    /* 电压值转换为ppm浓度 */
    if (voltage <= SENSOR_BASE_VOLTAGE) {
        /* 低于基准电压的情况，按线性比例计算相对无污染区域 */
        ppm = (voltage - SENSOR_MIN_VOLTAGE) *
              (SENSOR_MAX_PPM * 0.1f) / (SENSOR_BASE_VOLTAGE - SENSOR_MIN_VOLTAGE);

        /* 确保不出现负值 */
        if (ppm < 0) ppm = 0;
    } else {
        /* 高于基准电压的情况，计算污染区域 */
        ppm = SENSOR_MAX_PPM * 0.1f +  /* 基础值：无污染区域的最高值 */
              (voltage - SENSOR_BASE_VOLTAGE) *
              (SENSOR_MAX_PPM * 0.9f) / (SENSOR_MAX_VOLTAGE - SENSOR_BASE_VOLTAGE);

        /* 限制最大值 */
        if (ppm > SENSOR_MAX_PPM) ppm = SENSOR_MAX_PPM;
    }

    //最后处理：颗粒物浓度>1800才输出，刚开始会在1000内波动。
    if(ppm < 1800)ppm = 0;

    return (uint32_t)ppm;
}

